8月4日，山西省科技厅颁发了2020年度山西省科学技术奖励证书，光电研究所卢华东教授团队独立完成的“利用非线性光学效应提升全固态单频连续波激光器整体性能的关键技术”成果获得了2020年度山西省技术发明一等奖。
2020年度山西省技术发明一等奖获奖团队合影
全固态单频连续波激光器，具有高光束质量、低噪声、窄线宽以及高相干性等优点，在原子物理、精密测量、激光雷达和激光制导等基础研究及国防和军事领域中有广泛重要应用。然而，传统单频激光器因其单频特性非常脆弱，极易受外界环境的干扰而出现多模或跳模现象；同时，固体激光器中严重的热效应直接限制激光器输出功率的提升，而且随着泵浦功率的提高，激光器增益加大、模式竞争加剧，严重破坏了激光器的单频特性、功率和频率稳定性以及强度噪声特性。因此，急需探索新的理论设计、技术和方法大幅度提升单频激光器的整体性能。长期以来，国外产品一直垄断着我国市场，对我国进行严格的技术封锁，尤其是对我国的国防领域实行严格禁运，严重阻碍了我国科学技术的快速发展。
在做实验的卢华东教授
由卢华东教授负责的老中青相结合的“全固态激光器”研究团队根据国家需求和科技前沿的发展，经过长期努力攻关，首次提出了激光器实现稳定单频运转的物理条件，实现了全固态单频连续波激光器的长期稳定单频运转。在此基础上，通过有效补偿热效应，一举将单谐振腔单频1064nm激光的输出功率从33.7W提高到101W；将全固态单频连续波绿光激光器的输出功率从18W提升到30.2W，二者均是目前国际上同类激光器的最高指标。通过反馈控制非线性光学效应激光器2小时的功率波动由±0.59%降低到反馈后的±0.26%，1分钟内频率漂移也从21.82MHz减小到9.84MHz，分析频率1MHz以上的强度噪声均降低到量子噪声极限。结合腔内锁定标准具和非线性光学效应的共同作用，激光器频率连续调谐范围扩展到222.4GHz，同样是目前国际上的最高指标。在此基础上开发了一系列具有完全自主知识产权的高功率低噪声全固态单频连续波激光器，建立起激光器转化基地并形成批量生产能力。提升了我国在精密光学仪器领域中的研制和开发水平，为我国在关键仪器实现国产化，打破国外禁运方面提供了强有力的支撑。
高功率低噪声全固态单频连续波激光器
研制的高功率低噪声全固态单频连续波激光器首先在量子光学与光量子器件国家重点实验室(山西大学)得到广泛应用，已经全部替代了国外产品，实现了国家重点实验室中关键器件的国产化，有力推动了我国连续变量量子技术、原子物理等研究的快速发展。研制的激光器提供给中国航天科工集团第三研究院第三十五研究所、解放军*****部队、中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室、北京空间机电研究所等单位使用。使用者均认为项目组提供的激光器性能好、质量高，对打破国外禁运，提高关键器件国产化保障能力起到了重要的推动作用。研制的高功率低噪声全固态单频连续波激光器提供给香港科技大学、北京理工大学、中国科技大学等高校和科研单位使用。作为优质光源已经广泛应用于冷原子俘获、单光子源产生、全息显示、中红外宽调谐光参量振荡器、紫外光源、钛宝石激光器的研制等许多领域，获得广泛好评。
研究团队实验室
山西大学光电研究所创建于1984年，是我国最早从事量子科技和激光技术研究的单位之一。在近四十年发展历程中，研究所充分发扬“攀登奉献”精神，形成一支由中科院院士、国家杰青、长江学者等各类国家级高端人才组成的老中青结合优秀高新技术转化团队。实验室被评为量子光学与光量子器件国家重点实验室、光学学科被评为国家重点学科，科研团队被评为国家自然科学基金委创新研究群体，拥有物理学拔尖学生培养计划2.0基地、物理学一级学科博士后流动站等平台支撑、是我国量子科技和激光技术领域人才培养的重要基地之一。此次获奖是研究所长期进行产学研用相结合的最好体现，对推动我省乃至全国相关领域的产学研用融合具有重要的示范作用，将会进一步推动量子技术、激光技术等相关行业快速发展。
研究团队部分师生照片